CN1290169C - 具有利用激光方法成型的接触电极的接触器 - Google Patents

Abstract

通过对由导电材料构成的接触电极照射激光束，成型具有具有预定形状的接触电极。在将接触端相对侧的、每个接触电极的端部接合到接触板上后，可以照射激光束，以使接触电极变形，从而使接触端位于预定位置。在加热或冷却激光束照射部分对面的接触电极部分时，照射激光束。

Description

具有利用激光方法成型的接触电极的接触器

技术领域

本发明一般地涉及用于测试电子装置的接触器，更具体地说，本发明涉及其接触电极与诸如半导体衬底(晶片)或接线板的电子装置的端子接触以对该电子装置进行电测试的接触器。

背景技术

最近几年，为了满足降低引入LSI的产品的尺寸，或者为了改进引入LSI的产品，诸如例如大规模集成电路芯片(以下简称LSI)的半导体器件内的电路布线和封装的小型化得到了发展。由于有了这方面的发展，所以在LSI端子的小型化和增加端子数量方面也得到迅速发展。

例如，开发已取得进步，因此SIP(封装的系统(System InPackage))使用的LSI芯片的各端子之间可以实现约20μm的间距。此外，对于SIP应用，LSI芯片的厚度从例如500μm迅速降低到100μm、50μm甚或25μm。因此，用于测试这种LSI芯片的接触器(探针)也存在下列问题。

1)需要立即开发接触器(探针)，这样，可以结合小型化和增加LSI端子数量的过程，提供良好位置精度(±5微米或者更低)。

2)由于LSI越来越薄，所以在对其施加过大接触力时，存在出现破裂的可能性。因为此原因，必需将探针弹性力的变化控制得尽可能地小。

3)作为LSI端子的一种排列，区域阵列型LSI在逐渐增加(各端子象点阵一样排列在LSI芯片整个区域上)，而且接触器必须与区域阵列型LSI对应。也就是说，不仅传统的外围型LSI(各端子排列在LSI芯片的外围)在逐渐增加，而且区域阵列型LSI(各端子象点阵一样排列在LSI芯片整个区域上)也在逐渐增加，用于这种区域阵列型LSI的接触探针必须比用于外围型LSI的探针具有更高的电极密度。因此，通常难以排列并成型接触器针。

4)对于具有小间距端子或区域阵列端子的CSP(芯片级封装(chip-size package))，甚至对于封装的LSI，难以维持利用传统技术生产的原来的接触器(插口)的生产成本。

存在两种探针卡体系。

A：悬臂体系(用于外围型)

悬臂体系是晶片探针卡中的主流体系。对于悬臂体系的探针结构，具有弯头的棒状导电部件(针)的(非弯曲侧)各端与接线板的各端子相连，因此利用细长形工具手动压制棒状部件的弯头，从而在要求的位置精度范围内定位该弯头。接线板一侧上各端的间距趋向于比芯片接点(针尖)的间距大。

B：垂直探针体系(用于区域阵列型)

由于需要以点阵方式排列引脚，所以基本上以各引脚垂直竖在接线板上的状态排列多个引脚。然而，如果简单垂直排列各引脚，则各引脚可能互相接触，因为如果在与LSI接触时压每个引脚，则每个引脚的弯曲方向可能不同。因此，在主流结构中，事先以预定方向弯曲各引脚。为了使大量引脚竖立在一起，在弯曲时，难以保持每个引脚的位置。因此，垂直探针体系的成本比悬臂体系的成本高出两倍多。

A)悬臂体系的问题

I)对减小间距存在限制。

约45μm的间距就是极限，因为难以实现针尖位置精度(XY精度：小于±5μm)。如上所述，通过利用机械接触加压实现小位移，来对针尖位置做最后调节。有这样一个实际例子，对于约45μm数量级的间距，实现针尖精度(±10μm)。然而，难以对更小的间距进行处理，原因如下：

(1)各针之间的距离如此之小，以致不能插入位置调节工具。

(2)即使强行插入工具，也难以保持在其内可以移动针尖的可动区域。考虑到针的回弹，所以因为与相邻各针之间的关系，不可能保持用于获得要求位移的可动区域。

II)对于窄间距难以获得均匀的力。

与A)悬臂体系类似，难以进行调节针尖高度的工作。如果利用机械方法压各针以调节高度，则处理工具经常影响相邻各引脚，这样会使工作复杂化。

III)它基本上不能应用于区域阵列型。两行排列被认为是极限。

B)垂直探针体系

I)存在窄间距处理限制。

尽管现在主要采用大于150μm的间距，但是也存在与A)悬臂体系相同的问题。也就是说，由于在前、后、左、右均存在相邻引脚，这些引脚就成为障碍，所以在将引脚成型到板上后，就非常难以以高精度进行位置校正。

II)对于窄间距，难以获得均匀的力。与A)悬臂体系类似，难以在同一个高度调节各引脚。

III)成本高

由于在间距逐渐变小时，相邻引脚的妨碍作用逐渐变大，所以难以进行弯曲处理(成型弯曲部分)，因此不可避免要增加制造成本。尽管有一种用于安装针的装置，但是由于这些针事先被弯曲，所以难以以同一个弯曲方向定位各针，因此不可避免要增加制造成本。

C)CSP的插口(垂直探针体系的区域阵列)

存在的问题与上述B)垂直探针体系的问题基本相同。此外，在间距降低时，需要在高精度模板的主体部分内植入小引脚。引脚导槽用于使针尖与封装端子精确对准，所以引脚导槽要求的精度比传统插口要求的处理精度高。对于将焊球用作端子的CSP，即使在接触压力稍许提高时，焊球也显著变形。由于在间距变小时，每个焊球的直径和体积减小，所以因为减小间距的影响程度就显著，这样产生的问题严重。

因此，与引脚的位置精度类似，问题还是在实现均匀接触力和降低成本上。为了解决制造传统接触器的上述问题，本申请人设想制造一种通过利用激光弯曲技术使接触器的针或引脚变形，适合用于检验的接触器。

作为传统激光加工技术，在Japanese Society of PrecisionEngineering秋季学术会议演讲论文集的第166页以“micro-forming ofthin film metal glass by laser local heating”为题披露了一种激光加工技术，该技术可以应用于激光弯曲技术。传统上，激光加工技术还未应用于制造接触器，尤其还未应用于探针卡加工方法中。这是因为，尽管由于在某种程度上可以应用传统技术，所以不特别需要激光加工技术，但是存在的问题是，利用简单照射激光束的简单技术不能进行要求的加工。

在其它应用中，有利用激光进行激光弯曲的实例。然而，难以将激光加工技术应用于制造LSI的探针或精细接线板的原因在于，这些探针具有极细或极微的结构(例如：针尖的直径小于30微米)。此外，许多细小引脚以非常小的间距排列(例如：小于50微米)，而且要求每个引脚具有高位置精度(至少±10μm)。尽管有应用于对单独部件精细弯曲加工，或者应用于宽度为几毫米的材料或接线板材料的实例，但是仅利用其它应用中的激光加工条件，难以获得要求的精度或结构。

在将传统激光技术应用于处理探针时，有以下问题需要解决。

1)难以以高精度获得位移。如果激光照射的分辨率高、能量变化大，则探针可能发生不希望的大变形。

2)在许多情况下，为了以要求方向进行弯曲，对照射方向有限制。例如，在存在过大变形时，最好从相反方向进行激光照射，以恢复过大变形，然而，存在照射阻挡层而且生产率低。

3)为了获得高精度，必须延长照射时间周期，因此降低了生产率。即使可以降低照射激光束的能量单元，但是实现大变形也要花费较长时间。因此，具有许多引脚的探针卡的生产率低，而且还存在制造成本比传统制造方法高得多，制造时间比传统方法长得多的问题。

4)特别是用于3)内的探针卡的针的许多材料是特殊材料，而且主要采用硬度高、熔点高的金属材料(诸如钨或钨铼的钨合金)。为了利用这种金属材料获得要求位移，必须对要变形部分施加高能量，直到该部分的温度达到使该部分处于熔融或半熔融状态的温度(考虑到对环境的热辐射)。然而，利用这样大的能量，在达到接近熔点的温度后，难以进行精细位移控制，而且其位移对输入能量的变化变得敏感。

5)许多探针具有棒状形状，而且其被激光照射的表面是曲面。因为此原因，难以预测激光照射量与每次位移以及位移方向之间的关系，而且难以使探针位移到目标位置。特别是，许多探针具有其直径向着其一端减小的结构，因此，随着距离针尖的距离的变化，曲率半径也发生变化，这样就难以根据人们的目标实现正确位移。

发明内容

本发明总的目的是提供一种用于制造不存在上述问题的接触器的实用、改进型制造方法。

本发明更具体目的是提供一种接触器的制造方法，其中预定形状的接触电极是通过对由导体材料构成的该接触电极照射激光束来成型。

为了实现上述目的，根据本发明的一个方面，提供了一种与电子部件的电极实现接触的接触器的制造方法，该制造方法包括下述步骤：对导电材料构成的接触电极照射激光束；以及通过在照射期间改变激光束照射的条件，调节所述接触电极的变形量，使所述接触电极变形。

根据上述本发明，不是利用机械加工方法，而是利用非接触方式使接触器的接触电极变形的。因此，可以容易地生产具有许多以小间距排列的接触电极的接触器，而不因为机械加工方法存在物理限制。

在根据本发明的接触器的制造方法中，成型接触电极的步骤包括：在将接触端相对侧的接触电极的端部接合到接触板上后，照射激光束以使所述接触电极变形，从而使接触端位于预定位置的步骤。此外，在加热或冷却激光束所照射部分对面的接触电极部分时，照射激光束。此外，以直线排列和竖立状态，将多个接触电极安装到接触器板上，此后，以向上倾斜方向，对位于一行末端的接触电极之一照射激光束以在激光照射方向弯曲该接触电极之一，然后，在照射位于一行末端的接触电极之一的激光束方向的同样方向，对同一行内的相邻接触电极照射激光束，以弯曲该接触电极的相邻电极，直到所有所述接触电极被弯曲。将多个接触电极安装到接触器板上，此后，在对着平板压接触器电极以使接触电极变形情况下，对每个接触电极照射激光束，从而在同样水平上对准各接触电极的端部。

此外，根据本发明的另一个方面，提供了一种与电子部件的电极实现接触的接触器，该接触器包括：接触器板；以及至少一个接触电极，它具有利用激光加工方法变形的部分。

在上述本发明中，接触电极具有平面部分，而且通过对该平面部分照射激光束，使接触电极变形。该接触电极具有由第一导电材料构成的中心部分和由不同于第一导电材料的第二导电材料构成的外围部分，第二导电材料的熔点和硬度比第一导电材料的熔点和硬度高。

此外，根据本发明的另一个方面，提供了一种以非接触方式修理探针卡的接触电极的方法，该方法包括：对已经变形的接触电极照射激光束以使接触电极恢复到变形前的原始形状的步骤。

根据上述本发明，即使一个接触电极被变形，通过仅照射激光束，也可以将变形的接触电极恢复到原始形状，因此，可以继续使用该接触器。

此外，根据本发明的另一个方面，提供了一种用于测试电子部件的探测器，该探测器包括：探针卡，至少具有一个接触电极；放置工作台，在其上放置测试材料，探针卡的接触电极接触该测试材料；以及激光照射单元，安装在放置工作台上，其中在所述接触电极发生变形时，利用激光照射单元照射激光束以使接触电极变形，从而恢复到变形前的原始形状。

根据上述本发明，即使一个接触电极被变形，仍可以对探测器上的被变形的接触电极进行修理。此外，不需要单独设置修理设备。

在结合附图阅读以下详细说明时，本发明的其它目的、特征以及优点将变得更加明显。

附图说明

图1A和1B是用于解释根据本发明的基本原理弯曲接触电极的示意图；

图2A和2B是用于解释在接触电极安装在板上情况下的激光弯曲方法的示意图；

图3A和3B是用于解释利用激光加工方法对倾斜接触电极的端部进行位置校正的方法的示意图；

图4A至4D是用于解释在图3所示的例子中，在以某种程度弯曲接触电极的端部后，最后利用激光加工方法调节接触电极端部的位置的方法的示意图；

图5是用于解释在接触电极上产生高温处理应变的方法的示意图；

图6是用于解释在接触电极上产生高温处理应变的方法的示意图；

图7是用于解释激光束波长的示意图；

图8是示出被透镜会聚的激光束照射到接触电极上的例子的示意图；

图9是示出在加热接触电极时照射激光束的例子的示意图；

图10是示出利用流体控制接触电极的温度的例子的示意图；

图11是用于解释加速激光弯曲的例子的示意图；

图12是示出进行反向弯曲的例子的示意图；

图13是具有被成型为平面的激光照射部分的接触电极的透视图；

图14是具有用于校正事先被弯曲的接触电极的端部部分的平面的接触电极的透视图；

图15是被设置了多个平面的、图14所示导电电极的透视图；

图16是沿被设置多个平面的部分取的、图15所示接触电极的剖视图；

图17是在不同位置设置了多个平面的、图14所示接触电极的剖视图；

图18是由平板材料成型的接触电极的例子的透视图；

图19是用于解释激光照射棒状接触电极情况的示意图；

图20是利用不同导电材料成型其中心部分和外围部分的接触电极的剖视图；

图21A和21B是用于解释利用激光弯曲方法成型区域阵列探针的方法的示意图；

图22是用于解释使接触电极处于同一高度的方法的例子的示意图；

图23是用于解释使接触电极处于同一高度的方法的另一个例子的示意图；

图24是示出晶片探测器基本结构的侧视图；

图25是被设置了激光照射单元的吸盘上台面的侧视图；

图26是图25所示吸盘上台面的变换例的侧视图；以及

图27是图25所示吸盘上台面的另一个变换例的侧视图。

具体实施方式

本发明提供了一种采用激光照射探针的高精度弯曲方法，而且本发明还利用如下方法使激光加工方法或激光处理方法应用于探针加工。应该注意，以下条目1)-4)对应于利用上述传统激光技术加工探针时存在的问题1)-4)。

1)获得高精度位移。

(1)使激光照射端的能量单元小。具体地说，激光束的波长短，例如355nm的紫外激光。

(2)控制探针接收的能量。

a)设置滤光器。

b)改变会聚透镜与探针之间的距离以调节聚焦程度。

也就是说，在最佳聚焦状态下，接收的能量最大，而且在该距离从最佳聚焦状态变化时，接收的能量也随该距离减小。(与距离的平方成反比。)

(3)在接收同样能量时，控制变形速率。

a)控制激光照射部分之外部分的温度(主要在对面)。如果要求降低变形速率，则采用高温，如果要求提高变形速率，则采用低温。

这主要是因为由于在激光照射侧处于熔融状态下正面与背面之间存在温差而且熔融部分的温度高于对面的温度，并且在熔融部分迅速凝固时出现激光照射引起的弯曲。

2)在同一个照射方向实现凹形弯曲或凸形弯曲。

通常向照射侧弯曲，然而，通过改变照射的激光束的能量效率，可以实现向照射侧的对面弯曲。

(1)从聚焦位置移动透镜和/或加工对象。尽管在聚焦状态下，向照射侧弯曲，但是如果提供偏移，则可以向对面弯曲。

(2)显著缩短照射时间(脉冲宽度)。

(3)在高温环境下，利用机械方法预先在固定方向进行弯曲，然后，进行(1)和(2)。

(4)在高温环境下，通过施加张力预先产生剩余应力，然后，进行(1)和(2)。

在反向弯曲方面，采用(3)和(4)的方法比仅采用方法(1)或(2)的方法更容易。(弯曲方向依赖于，在接收小能量时返回原始形状的力(由于在利用机械方法在高温下弯曲的部分内保留作用拉力(strain))和拉应力和压应力互相相反保持的状态或者拉张力保持的状态之间的平衡。)

3)大变形速率处理的区域和小变形速率处理的区域的双模控制。例如，在中途转换到1)使用的方法。

具体地说，

(1)通过改变会聚透镜与探针之间的距离调节聚焦程度。通过首先以最佳聚焦状态进行处理，然后在处理的中途移动透镜或处理对象(针)，降低针的变形速率。

(2)控制被照射部分之外部分(主要是对面)的温度。在处理的初步阶段，对照射部分的背面进行冷却，并在处理的中途转换到室温或高温。关于温度控制方法，有一种方法容易实现，即吹入温度受控流体(惰性气体)。

还有一种有效方法是，预先利用机械方法简单弯曲大部分变形，然后，在最后处理过程中，照射激光束达到精度。在这种方法中，根据事先弯曲处理过程中的温度，与2)的作用相同，在同一个照射方向实现凹形弯曲或凸形弯曲。

4)利用与3)相同的原理基本解决问题。

此外，通过对材料施加特定波长和脉冲宽度的激光束，可以有效提高随激光照射变化的变形速率。对于激光照射到诸如钨或钨铼的钨合金上的情况，最好采用可以获得高热量的长波长激光。由于熔点高，所以组合使用预热方法或冷却照射侧的对面是有效的。

5)(1)利用片状材料制造探针。尽管激光照射变得容易了，但是又产生了其它问题。必须分别恰当解决这些问题。例如，存在诸如强度不够或接点瑕疵的问题。

(2)稳定地变形棒状针。假定照射激光束至少设置一个平面。如果在顶部有一个平面，在左侧和右侧分别有一个平面，则可以在X、Y和Z方向进行位置校正。

(3)将照射的激光束聚焦为一个小光点，然后重复照射针的中部和端部从而以高精度获得针位置。首先，对端部照射激光束。由于加热的区域小，所以变形速率高。通过在棒状针的中部附近照射激光束，进行精细校正。

可以对每个曲率半径的偏移量和变形速率制备一个对应表，或者，在输入偏移量时，通过乘以校正因数照射激光束可能是有用的。

现在将参考附图说明本发明实施例。

图1A和1B是用于解释根据本发明的基本原理弯曲接触电极的示意图。通过对将变成接触电极1的、棒状导电材料1A的一部分照射激光束，如图1A所示，可以成型如图1B所示的向激光照射侧弯曲的接触电极。可以沿宽度方向将激光束多次照射到要弯曲的接触电极的一部分上，或者通过在宽度方向进行扫描照射激光束。

上述激光加工方法是一种利用在激光照射面被加热并转变成半熔融状态后，在材料被冷却而凝固时发生的熔融变形的加工方法。比利用正常机械加工方法(弯曲、压)的弯曲过程的影响小，而且接触电极1具有良好的弹性特性。

根据本发明，将接触电极变形为预定形状。在此，术语“形状”指利用激光束精确弯曲的电极的结构，而且还指在对事先成型的接触电极照射激光束以精确调节接触电极端部的位置后获得的接触电极的端部的结构。

此外，由于它是非接触弯曲，所以不存在弯曲工具等扰动相邻接触电极的可能，因此即使接触电极1以小间距排列也可以进行精确弯曲处理。此外，由于不象机械加工那样发生回弹，所以不需要对不必要位移保留空间。

在许多探针卡中，接触电极1的根部与接触器的基底2相连，如图2B所示。根据采用激光加工方法的弯曲方法，在将导电材料1A连接到接触器板2上后，如图2A所示，通过对导电材料1A照射激光束进行弯曲，可以成型要求形状的接触电极1。此外，通过照射激光束，可以校正接触电极1的端部1a(接触部分)的位置。

导电材料1A最好由钨或包括钨铼的钨合金制成。此外，导电材料1A还可以由包括诸如铂(Pt)或钯(Pd)的铂族金属的合金制成。

图3A和3B是用于解释利用激光加工方法对倾斜接触电极的端部进行位置校正的方法的示意图。预先在其根部弯曲图3A所示的接触电极1，并以向接触器基底2倾斜的状态将接触电极1安装到接触电极板2上。尽管它是为了因倾斜具有的弹性而以图3A所示状态实现弹性接触构造的例子，所以接触电极1的端部1a的位置精度低，而且不能与作为接触对象的LSI 3的端子3a接触。因此，如图3B所示，在接触电极1的端部附近照射激光束以进行弯曲处理，从而使端部1a对准LSI 3的端子3a。这样成型的接触电极1可以精确接触LSI 3的端子3a，而且可以清除LSI 3的端子3a上的氧化膜或异物，因为在接触之后，接触电极1的端部稍许向前移动。高精度弯曲可以有效调节此前移量。

图4A至4D是用于解释在图3所示的例子中，在以某种程度弯曲接触电极的端部后，最后利用激光加工方法调节接触电极端部的位置的方法的示意图。也就是说，利用弯曲夹具等(bending jig)事先弯曲图4A所示的直导电材料1A，如图4B所示。在图4所示的例子中，利用机械加工方法，对固定在板2内的根部和接触要接触对象的端部1a的附近进行弯曲。利用机械加工方法难以精确定位端部1a，因为弯曲部分存在回弹。因此，在将接触电极1安装到接触器板2上后，对端部1a附近的弯曲部分照射激光束，如图4C所示，以进行激光加工，从而将端部1a移动到要求位置。然后，将接触电极1安装到板2上以形成图4D所示的探针卡。可以在将接触电极1安装到板2上之前进行激光弯曲，也可以在安装之后进行激光弯曲。

最好在高温(高于室温)环境下，在图4A至4D所示的接触电极1的端部1a附近进行机械弯曲，如图5所示。也就是说，通过在高温环境下进行机械弯曲，在接触电极1内产生热作用张力。通过正确控制激光照射的条件，可以在激光照射方向的反向弯曲具有热作用张力的材料。因此，即使在弯曲程度太大情况下，通过照射激光束，仍可以在激光照射方向的反向进行弯曲，也就是说，可以在恢复弯曲的方向变形。在反向进行这种激光弯曲具有重要意义。在多个接触电极1相邻竖立时，相邻接触电极可能成为障碍，而且不可能从弯曲的反向进行激光照射。即使在这种情况下，通过在同一个方向进行照射，仍可以进行弯曲或恢复该弯曲。

此外，通过在高温环境下对导电材料1A进行退火(anneal)，同时如图6所示对导电材料1A施加拉应力，也可以在导电材料1A内产生高温作用张力。因此，可以在激光照射方向的反向弯曲接触电极1。

在此，在照射激光束以弯曲接触电极1时，适于采用如图7所示的短波长紫外激光。在激光波长较短时，照射时产生的热量也较少。例如，如果采用波长为355nm的紫外光激光，则可以弯曲微细针，而无需对具有非常小热容量的微细针照射紫外激光实现熔融。此外，通过照射激光束，而且在需要时冷却该接触电极，可以加工微细针形接触电极。不仅如此，通过在短时间内，照射单波长激光束，一次照射获得的变形量可以较小。因此，弯曲的变化可以较小，这样就可以对弯角进行微调。

图8是示出被透镜会聚的激光束照射到接触电极1上的例子的示意图。为了提高接触电极1的激光弯曲精度，利用会聚透镜4会聚激光束，然后，将该激光束照射到接触电极1上的要求部分。此时，有意将接触电极1从会聚透镜4的焦距F反向位移偏移距离D(散焦)以调节所照射的激光束的功率密度。尽管在接触电极1处于焦距F位置时的功率密度最大，但是随着偏移距离D的增大，功率密度降低。需要考虑到诸如激光束类型、接触电极的材料和直径以及弯角的条件，确定最佳偏移距离D值。

此外，通过控制接触电极上激光照射部分的对面部分的温度，同时调节激光束的功率密度，可以以高精度控制弯曲过程。特别是，通过照射聚焦激光束，同时对激光照射部分的对面部分吹高温受控气体，可以进行反向弯曲。

图9是示出在加热接触电极时照射激光束的例子的示意图。在图9所示的例子中，进行控制，从而通过使诸如加热器的加热部件5接触对面部分，降低激光照射部分与对面部分之间的温差，该对面部分与激光照射部分相对。在这种情况下，如果是同样的激光照射条件，则弯曲量(弯角)会减小。

图10是示出利用流体控制接触电极的温度的例子的示意图。在图10所示的例子中，将其温度受控的惰性气体(氮气)用作控制接触电极1的温度的流体。也就是说，通过由喷嘴6对接触电极1的激光照射部分的对面部分吹惰性气体，控制激光照射部分与对面部分之间的温差。如果惰性气体的温度高于室温，则弯曲量变小，然而，如果惰性气体的温度低于室温，则弯曲量变大。采用惰性气体的原因是，为了在利用激光照射进行加热时防止接触电极1发生氧化。在不需要防止氧化时，可以利用空气代替惰性气体。

图11是用于解释加速激光弯曲的例子的示意图。在图11所示的例子中，在如图8所示利用会聚透镜4会聚激光束时，将激光束照射到接触电极1上。此时，首先将接触电极1定位在会聚透镜4的焦距F位置。会聚透镜4位于图11所示位置A的状态对应于接触电极1位于焦距F的状态。当接触电极弯曲到一定程度时，使会聚透镜4离开接触电极1到达位置B。因此，会聚透镜4的焦点位置移动到接触电极之前的位置(散焦)，而且移位焦点位置偏移距离D，如图8所示。因此，照射到接触电极1上的激光束的功率密度被降低，从而减小了弯曲量。

也就是说，在最初阶段，通过将会聚透镜4与接触电极1之间的距离设置为焦距F，可以以最大功率密度照射激光束，从而以最大弯曲量弯曲接触电极1，然后，在弯曲到一定程度后，移动会聚透镜4以散焦该激光束，从而减小功率密度，这样会降低弯曲量(弯曲速率)。因此，在接近要求的弯曲量(弯角)时，可以降低弯曲速率以微调最后弯角。

对于其它的控制弯曲速率的方法，可以采用图9和图10所示的温度控制方法。也就是说，首先，将激光照射部分与对面部分的温差设定为大，然后，在弯曲到一定程度后，将温差设定为小，这样可以降低弯曲速率。

图12是示出进行反向弯曲的例子的示意图。如图12所示，通过照射利用会聚透镜4散焦的激光束，同时对散焦激光束照射部分的对面部分吹高温受控气体，可以在照射激光束方向的反向方向弯曲接触电极1。不散焦激光束，通过将激光照射时间(脉冲宽度)设定得比进行法线方向(normal direction)弯曲的激光照射时间短，最好等于或小于进行法线方向弯曲的激光照射时间的一半，也可以进行反向弯曲。

图13是具有被成型为平面的激光照射部分的接触电极的透视图。在图13所示的接触电极1上，通过切割激先照射在其上的部分，成型平面1b。由于与照射在曲面上相比，这样可以更有效吸收激光能量，所以可以实现有效弯曲。此外，由于激光照射面是平面，所以与照射曲面相比，可以更均匀照射激光束，这样进行精确弯曲处理。

激光弯曲方法，不仅可以用于弯曲靠近接触电极1的端部1a的部分，而且可以用于成型整个接触电极。在这种情况下，可以在接触电极的适当位置设置多个平面。此外，如图14所示，在端部1a附近弯曲接触电极后，通过对平面1b照射激光束，可以调节端部1a的位置。

图15是示出在图14所示接触电极的平面1b的两侧进一步设置平面的例子的透视图。在平面1b的两侧分别设置平面1c和1d。因此，在需要时，通过对每个平面照射激光束，可以在多个方向(图15所示的向上、向下以及向左、向右)弯曲接触电极1。此外，如图17所示，还可以在不同位置分别成型多个平面。应该注意，平面的数量不局限于3个，而且可以成型所需数量的平面。

图18是由平板材料成型的接触电极的例子的透视图。如果成型接触电极1的导电部件由金属板材料制成，则可以将激光束照射到平面上，而无需特别成型平面。在这种情况下，尽管容易进行激光弯曲，但是如果板的厚度比较薄，则存在强度不够的可能性。在这种情况下，需要在宽度方向加强接触电极。然而，如果通过冲压厚板材料可以成型接触电极，则可以使用该接触电极，而无需进行加强。

图19是用于解释激光照射棒状接触电极情况的示意图。在图19中，在接触电极1的侧视图边上示出了接触电极的剖视图。图19所示的接触电极1由向着其端部逐渐变细的棒状材料成型。将要照射的激光会聚为其光束直径(光点)小于接触电极的直径，然后，照射在接触电极1上。在这种情况下，如果对接触电极1的中间部分照射激光束，则会提高激光束的能量吸收效率。相反，如果将激光束照射在偏心位置，它相当于在倾斜方向照射激光束的状态，这样就降低了能量吸收效率。

也就是说，如图19所示，随着位于激光照射点的、接触电极的切线角θ的增大，照射损耗也逐渐变大。因此，根据激光照射位置的位置偏心率δ/D，建立校正因数标准。其中，D是激光照射位置的接触电极1的直径，δ是激光照射位置的偏心率。

然而，尽管与照射倾斜面的激光束的能量吸收效率相同，对接触电极1的一侧照射的激光束具有低能量吸收效率，但是根据大小、曲率半径或材料可以迅速进行变形，因为位于侧面的要加热材料的体积小。如果通过实验预先检验这些弯曲条件的情况，而且对每种情况，产生一个效率表(换算表)，则可以容易地获得进行要求激光弯曲的激光照射位置。

图20是利用不同导电材料成型其中心部分和外围部分的接触电极的剖视图。由于接触电极频繁接触要接触的对象，所以要求接触电极具有耐磨性。如果整个接触电极1由高耐磨性材料或硬质材料成型，则难以通过照射激光束使接触电极1变形，因为熔点高。因此，如图20所示，将接触电极1成型为具有外围部分10和中心部分11的结构，而且利用其熔点比外围部分10的熔点低的低熔点材料成型中心部分11。因此，外围部分10具有高耐磨性，而中心部分10由容易利用激光束变形的材料制成，这样可以成型容易利用激光加工方法进行处理，同时又保持耐磨性的接触电极。

图21A和21B是用于解释利用激光弯曲方法成型区域阵列探针的方法的示意图。首先，将用于制造接触电极1的针形导电材料1A安装在板2上。由于必须在各接触电极竖立并排列为直线状态下对区域阵列探针卡设置许多接触电极1，如图21A所示，所以以竖立和排列为直线状态设置多个导电材料1A。然后，如图21B所示，通过从端部开始顺序对每个导电材料照射激光束，在激光照射方向弯曲导电材料1A。在弯曲导电材料1A之一后，保持间距以对相邻导电材料1A照射激光束。因此，通过顺序照射激光束获得在同一个方向、以同一个角度弯曲的接触电极1。

图22是用于解释使接触电极处于同一高度的方法的例子的示意图。图22所示的接触器是外围型的，而且设置多个接触电极，如图3所示。在此，在对着平板12压接触电极1以使接触器板平行于平板12情况下，在通过接触器板2上的开口2a对每个接触电极照射激光束强迫使每个接触电极的高度均等情况下，使接触电极1变形。

图23是用于解释使接触电极处于同一高度的方法的另一个例子的示意图。由于图23所示的接触器板2在其中心没有开口2a，所以不能从接触器板2的一侧照射激光束。因此，利用可以透过激光的材料成型平板12，以便激光束可以透过平板12照射到接触电极上。

如上所述，通过利用激光加工技术对接触电极进行弯曲处理，甚至可以容易地以高精度成型要求以小间距排列许多接触电极的、诸如区域阵列接触器的接触器。

此外，上述激光弯曲方法还可以用于对接触电极进行位置校正，或者对接触电极进行修理。例如，尽管传统上，在许多接触电极其中之一因为对该其中之一的接触电极施加不正常压力而被弯曲时，整个探针卡就不能使用了，但是，通过利用激光加工方法对不正常变形的接触电极进行修理，可以使该探针卡恢复到可用状态。

现在将说明对其设置了利用激光加工方法恢复接触电极的机构的晶片探测器。

图24是示出晶片探测器基本结构的侧视图。将作为测试对象的晶片(LSI)W固定在吸盘上台面(chunk top table)21上，吸盘上台面21安装在XYZθ工作台20上。将设置了接触电极22a的探针卡22固定在探针卡固定件23上，将探针卡固定件23设置在吸盘上台面21的上方。对吸盘上台面21设置摄像机24用于识别针尖的位置，并将探针卡接触电极的位置信息发送到晶片对准部分。

将晶片输送机构(该图中未示出)的臂26输送的晶片放置到吸盘上台面21上，并利用空吸力固定该晶片。然后，驱动XYZθ工作台20以移动吸盘上台面21，以便探针卡22的各接触电极22a与晶片W的LSI的各电极对准。此时，晶片对准部分25控制XYZθ工作台20的XY移动，同时利用针尖位置识别摄像机24识别接触电极22a的针尖位置，最后，在Z方向移动XYZθ工作台20以使探针卡22的各接触电极22a与LSI的各电极接触。这样，可以对晶片W的LSI进行测试。

在上述晶片探测器中，通过对探针卡22的各接触电极22a照射激光束，可以对晶片探测器校正各接触电极22a的针尖位置。也就是说，如图25所示，通过对吸盘上台面21安装激光照射装置单元30并对固定在探针卡固定件23上的探针卡22的各接触电极22a照射激光束，可以使各接触电极22a变形以校正其针尖位置。通过对要求位置照射激光束，同时根据针尖位置识别摄像机24提供的位置信息驱动XYZθ工作台20，对接触电极22a的各针尖位置进行校正。

如图26所示，最好构造一个激光照射装置单元作为激光照射单元30A，激光照射单元30A可以改变照射角度从而在倾斜方向对接触电极22a照射激光束。此外，如图27所示，可以对激光照射装置单元设置光学系统以用作激光照射单元30B，激光照射单元30B可以改变激光束的照射方向。

如上所述，在通过对晶片探测器设置激光照射单元对晶片探测器校正各接触电极的针尖位置时，不需要设置特殊校正设备。此外，即使接触电极在使用过程中被变形，仍可以在晶片探测器上立即校正变形的各接触电极。因此，可以节省替换探测器，或者将探测器输送到校正设备并重新安装到晶片探测器上的时间和工作。

本发明并不局限于特别公开的各实施例，而且在本发明范围内，可以对其进行各种变化和修改。

Claims (18)

1.一种与电子部件的电极实现接触的接触器的制造方法，该制造方法包括下述步骤：

对导电材料构成的接触电极照射激光束；以及

通过在照射期间改变激光束照射的条件，调节所述接触电极的变形量，使所述接触电极变形。

2.根据权利要求1所述的制造方法，其中使所述接触电极变形的步骤包括：在将与接触电极的接触端相对侧的端部接合到接触板上后，照射激光束以使所述接触电极变形。

3.根据权利要求1所述的制造方法，其中在对所述接触电极照射激光束之前，对所述接触电极进行弯曲处理。

4.根据权利要求3所述的制造方法，其中在在接触电极内产生高温处理张力的高温环境下进行弯曲处理。

5.根据权利要求1所述的制造方法，其中在对导电材料施加拉力情况下，对要成型为所述接触电极的导电材料进行退火。

6.根据权利要求1所述的制造方法，其中对所述接触电极照射的激光束是紫外激光束。

7.根据权利要求1所述的制造方法，其中在利用会聚透镜进行会聚之后，将激光束照射到所述接触电极上，以便通过从所述会聚透镜的焦距改变会聚透镜与所述接触电极之间的距离，获得要求的变形量。

8.根据权利要求1所述的制造方法，其中将激光束照射到所述接触电极的一侧，同时加热或冷却与所述激光束照射的所述侧相对的所述接触电极的一侧。

9.根据权利要求8所述的制造方法，其中通过吹空气或惰性气体，进行加热或冷却。

10.根据权利要求1所述的制造方法，其中通过改变在同一个方向进行照射的激光束的照射条件，在法线方向、或者在与法线方向相反的反向弯曲所述接触电极。

11.根据权利要求10所述的制造方法，其中在以反向弯曲所述接触电极时，使会聚透镜会聚的激光束散焦。

12.根据权利要求10所述的制造方法，其中在在反向弯曲所述接触电极时，对激光束照射部分对面的、所述接触电极的部分进行加热，并将对所述接触电极照射的激光束的能量降低到等于或小于在法线方向进行弯曲时所需能量的一半。

13.根据权利要求12所述的制造方法，其中通过缩短在法线方向进行弯曲时照射激光束的时间，将能量降低到等于或小于一半。

14.根据权利要求1所述的制造方法，其中在所述接触电极上至少成型一个平面部分，而且对该平面部分照射激光束。

15.根据权利要求1所述的制造方法，其中所述接触电极具有由第一导电材料构成的中心部分和由不同于第一导电材料的第二导电材料构成的外围部分，所述第二导电材料的熔点和硬度比所述第一导电材料的熔点和硬度高。

16.根据权利要求1所述的制造方法，其中以直线排列和竖立状态，将多个所述接触电极安装到接触器板上，此后，以向上倾斜方向，对位于一行末端的所述接触电极其中的一个照射激光束以在激光照射方向弯曲所述其中的一个接触电极，然后，沿与照射位于一行末端的所述其中的一个接触电极的激光束方向的同样方向，对同一行内的相邻接触电极照射激光束，以弯曲所述接触电极的所述相邻电极，直到所有所述接触电极被弯曲。

17.根据权利要求1所述的制造方法，其中将多个所述接触电极安装到接触器板上，此后，在对着平板压所述接触器电极以使所述接触电极变形情况下，对每个所述接触电极照射激光束，从而在同样水平上对准所述接触电极的端部。

18.根据权利要求17所述的制造方法，其中所述平板由对激光束透明的材料构成，而且激光束透过平板照射所述接触电极。

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